图像体绘制算法的分析与评价

体绘制技术作为可视化技术的一个重要分支,已经得到了迅速发展。本文不仅描述了光线投射法、溅射法、错切-变形法,而且还阐述了频域体绘制法、基于小波的体绘制法,在描绘了以上算法的基本知识的基础上,对它们进行了分析与评价,提出充分利用光线投射算法的各种相关性对图像进行采样及绘制,将有利于体绘制技术的进一步发展和推广应用。     

虚切片方法改善Shear-Warp算法的图像失真

分析了Shear-Warp算法在实际绘制过程中出现的图像失真问题,提出了一种虚切片方法,通过在Shear-Warp算法基础上添加虚切片解决图像失真问题。实践表明,采用虚切片方法的Shear-Warp算法有效的解决了Shear-Warp算法的图像失真问题。     

基于元单元的Out-of-Core等值面绘制算法

针对核外可视化算法中理想元单元与实际使用元单元大小之间的差异,结合Marching Cube算法的加速方法,提出了两种以子元单元为基础的元单元加速绘制方法。两种方法均不影响任意元单元索引结构运行效率,都能以较低的空间耗费换取较好的加速绘制效果。两种方法对于大规模数据集,尤其是有实时性、交互性要求大规模数据集的等值面提取有重要意义。     

基于预积分体渲染技术的水下三维声场体可视化

海洋水声环境对海军作战具有重要影响。三维可视化技术能够更直观、有效地刻画和描述海洋水声环境,提高作战指挥人员对环境效应的理解和应用。该技术应用OpenGL的多纹理技术,采用预积分体渲染方法对舰艇水下三维声场进行体可视化表达。在对可视化效果的讨论中发现,采用预积分纹理映射方法在不增加切片数量、不增加绘制时间情况下,提高了图形质量,较好的解决了传统切片纹理映射方法的缺点,使指挥人员能够更加清楚地得到此时舰艇水下声传播规律,声场结构,为其制定战术决策提供可靠的技术支持。     

气象数据标量场的建模与可视化研究

气象标量场的可视化仍有着许多效率、交互性和准确性上的欠缺。针对这些问题,提出基于多层次体绘制技术的显示方法,对空间场数据进行处理,形成三维空间网格,通过标量值与颜色值、透明度之间的动态映射,实现气象标量数据的三维动态可视化效果。针对传统MC(Marching Cubes)算法存在的插值方法不适用于气象数据,连接方式具有二义性的问题,提出MC算法的改进方法,完善了MC算法在气象可视化领域的不足。实验证明,体绘制能够快速逼真地仿真出气象数据的动态变化效果,改进后的MC算法则能使结果更加精确。     

一种快速实现计算流动显示的算法

计算流动显示是近年来在流体力学领域出现的一个新的研究方向,是计算流体力学,实验流体力学,科学计算可视化等领域的结合。本文介绍了实验流体力学中光学流动显示原理,并由此原理提出了由计算流场生成干涉图、纹影图及阴影图的方法,最后给出了一种快速的基于光线投射方法的光线跟踪算法。     

基于一种加速收敛变异策略的交互式遗传算法

针对目前交互式遗传算法由于使用小规模的种群和较少的进化代数,容易导致算法的搜索能力有限、易陷入局部优化的问题,在引入一种加速收敛变异策略的基础上,提出一种新的交互式遗传算法。给出了算法设计实施中关键问题的处理,分析了算法的效率,并通过函数优化和服装设计问题的仿真实验验证变异策略和算法的有效性。     

基于光线投射算法的脑血管体绘制技术

针对分割之后的脑血管体数据场显示问题,在光线投射算法的基础上提出一种全新的体绘制方法。该算法首先对脑血管体数据场进行分类;在光线投射算法的基上,加权考虑脑血管边缘特性、视点与物体之间距离、光源与物体之间距离,提出多因素融合的颜色赋值方法;最后采用CUDA方法进行体绘制加速。实验结果表明,对分割之后的脑血管体数据场,能够实现符合人眼视觉特性的清晰显示,并能进行实时交互。     

Pollard p-1因子分解的DNA计算机改进算法

如何有效地对大整数进行因子分解,是数学上的一个难题.RSA密码体制的安全性正是基于此困难问题.利用DNA计算机超大规模的并行运算能力和数据存储能力,提出一种基于分子生物技术的因子分解问题改进的DNA计算机算法.以因子分解的Pollardp-1算法为基础,设计了基于DNA计算的平方-乘算法以及求取最大公因数的欧几里得子算法,仿真实验结果表明了算法的可行性和有效性.     

格雷码加速遗传算法及其理论研究

在分析基于二进制编码的加速遗传算法的基础上 ,对格雷码编码及加速遗传算法作了深入地探讨 .提出了格雷码加速遗传算法 ( GAGA) ,研制了 GAGA实施的详细步骤 ,并推导出了相应的模式定理和收敛定理 .对 GAGA的有效性和可行性进行了理论分析和实例分析 .结果表明 ,GAGA具有直观、简便、准确、快速和适用性强等特点 ,是一种既可以较大概率搜索全局最优解 ,又能进行局部细致搜索的优秀非线性优化方法 .